Eigentlich gilt 24 Bit Wortbreite und 48 KHz Samplerate als perfekt für hochwertigen digitalen Filmton. Das ergibt sich aus dem rechnerischen Umstand, dass man mit 24 Bit einen Dynamikumfang von 144 dB abbilden und damit aufnehmen kann. Das menschliche Gehör kan eine maxximale Dynamik von 130 dB verarbeiten. Also sollte das eigentlich mit den 24 Bit genügen. Doch seit ein paar Jahren wird das übertroffen von einer neuen Generation an Geräten. Kaum ein Sound-Hersteller, der nicht seine neuesten Recorder auf 32 Bit aufrüstet. Damit lässt sich ein Dynamikumfang von 192 dB aufnehmen. Rodes Wireless Go PRO oder die Sound Devices MixPre 3,6 und 10 Mark II Recorder oder die Zoom F3 und F8 PRO sind nur ein paar Beispiele.
Was bedeutet das und braucht man das? In den Workstations wie ProTools & Co gab es das schon länger, doch in den letzten Jahren hat die 32 Bit Fließkomma Aufnahme auch beim mobilen Sound Einzug gehalten. Was genau steckt dahinter, bringt es nur Vorteile oder hat es vielleicht auch Nachteile? Ist es gerechtfertigt, wenn Anwender ihre eigentlich hervorragenden Tonrecorder verkaufen um sie gegen eigentlich identische Modelle mit der Möglichkeit von 32 Bit Aufnahmen auszuwechseln? Ein Überblick über die wunderbare Welt der größeren Wortbreite.
Zunächst einmal muss man mit einigen Vorurteilen oder falschen Erwartungen aufräumen. Manche Menschen glauben nämlich, dass die Qualität der Auflösung durch 32 Bit besser wäre, als eine gut ausgesteuerte 24 Bit Aufnahme. Dies ist aber nicht der Fall, das Rauschverhalten (bezogen auf 0 dBFS) und der Klang werden nicht besser. Und was nicht ganz unwichtig ist,- das Endergebnis mit dem dann später bei der Vertonung gearbeitet wird, ist dann höchstwahrscheinlich trotzdem in 24 Bit.
Und was man auch nicht vergessen sollte,- dass man die 32-Bit Dateien noch bearbeiten, bzw. normalizen muss, damit sie den gewünschten Effekt haben. Es gibt nämlich auch Schnittprogramme, welche die 32 Bit Aufnahmen beim Import einfach in 24 Bit wandeln und da clippen zu laute Pegel dann trotzdem. Man muss also alles vorher in einem Tonprogramm oder der App des Herstellers normalisieren und dann in 24 Bit wandeln. Das ist zusätzliche Zeit und Arbeit.
Aufnahmesicherheit und variable Postproduktion
32 Bit Recording bedeutet etwas anderes, es erzeugt dank eines anderen Zahlenformats einen breiteren Bereich in dem die Tonsignale abgelegt werden können und innerhalb dessen wir die digitalen Toninformationen in weiten Bereichen höher oder niedriger skalieren können ohne dass dabei irgendein Verstärkungsrauschen hinzugefügt wird. Dadurch ist ein Übersteuern der Aufnahme so gut wie unmöglich und leise ausgesteuerte Signale können ohne Verluste im Pegel angehoben werden ohne dass das Signal sich dadurch verschlechtert oder mehr Rauschanteile bekommt. Bei 32 Bit werden alle Audiodaten grundsätzlich weit oberhalb des Grundrauschens aufgenommen. Verzerrungen oder Clippen wegen hoher zu hoher Eingangspegel sind ausgeschlossen. Man kann seinen Recorder einfach einschalten, auf Record drücken und kann rauscharme Aufnahmen machen, ohne den Eingangspegel regeln zu müssen.
Manch einer vergleicht das auch mit dem Unterschied zwischen Pixelbasierter und Vector basierter Grafik. Während Pixelbasierte Grafiken wenn man sie vergrößert immer schlechter aussehen, bleiben Vector Grafiken beim Vergrößern verlustfrei. Sie lassen sich eben skalieren. Ein anderer anschaulicher Vergleich wäre der zwischen RAW und JPG. Bei RAW hat man in der Bildbearbeitung viel mehr Möglichkeiten der späteren Signalverarbeitung und 32 Bit bietet eben im Audiobereich nachträglich mehr Freiheiten, den Pegel zu verändern.
Der entscheidende Nutzen der 32 Bit Aufnahme liegt also in der Sicherheit und damit auch der Bequemlichkeit. Theoretisch muss man nicht mehr pegeln, was auch bereits bei ersten Geräten (z.B. Zoom F3) sichtbar wird, die gar keine Pegelregler mehr besitzen.
Diesen Komfort erkauft man sich allerdings durch um etwa 30 % größere WAV Dateien. Und man kann, wenn man seine Tonsignale in der Postproduktion auf die gewünschten Werte skaliert hat, diese auch wieder in 24 Bit umwandeln, was die Dateigrößen wieder schrumpfen lässt.
Damit wir uns nicht falsch verstehen,- klassische 24 Bit Recorder sind hervorragend, wenn die Vorverstärker und Wandler auf hohem Niveau sind. Klanglich sind 32 Bit Recorder nicht besser. 24 Bit-Recorder muss man aussteuern, das ist für Tonleute völlig normal, bei 32 Bit-Recordern ist die Pegeleinstellung weitgehend gleichgültig. Also ein praktischer Vorteil etwa bei Ein-Personen Tonteams oder wenn man ganz allein ist und die Kamera führt und gar keine zusätzliche Person für das Tonpegeln dabei hat.
Trick durch doppelte Wandler
32-Bit-Float-Recorder besitzen nicht wie herkömmliche Digital-Recorder nur eine Analog-Digital-Wandlungsstufe (ADC), sondern gleich zwei davon. Weil bei 24-Bit-Recordern ein einziger Analog-Digital Wandler arbeitet und den Dynamikbereich allein meistern muss, müssen wir dort den Eingangspegel mit Hilfe der Pegelregler so einstellen, dass die Tonsignale von ihrere Lautstärke her innerhalb dieses Dynamikbereichs bleiben. Im Tonbereich nennt man das "Aussteuern" oder "Pegeln". Was zu laut ist, übersteuert (clipt) was zu leise ist lässt sich nicht nachträglich lauter machen, ohne dass man auch das Grundrauschen (Mic-Vorverstärker und Wandler) mit verstärkt.
Hier setzt das 32-Bit Float Recording an. Hier werden nämlich gleich zwei Analog-Digital Wandler eingesetzt. Einer besitzt nur geringe Verstärkung und kann laute Signale perfekt verarbeiten, während der andere Wandler mit hoher Verstärkung für schwache, leise Audiosignale optimiert optimiert ist. Immer dort wo der Wandler mit hoher Verstärkung übersteuert, ist das Signal bei dem Wandler mit niedriger Verstärkung noch einwandfrei. Umgekehrt, wenn Signale so leise sind, dass der Wandler mit geringer Verstärkung sie vernünftig verarbeiten könnte, werden diese in dem Wandler mit hoher Verstärkung ausreichend kräftig und mit großem Abstand zum Grundrauschen verarbeitet. Es gibt also einen Wandler für die leiseren Anteile im Tonsignal und einen zweiten Wandler für die lauten Anteile. Die so erzeugte 32-Bit-Audiodatei kennt kein Clipping und man kann leise Stellen sehr flexibel anheben.
Bei der 32 Bit Aufnahme kann man in der Postproduktion das Signal "normalisieren" (auf 98 % z.B.) dann landen die lautesten Stellen der Tonaufnahme bei 98% und sind damit verzerrungsfrei.
Alles sicher?
Also eigentlich sollte man meinen, dass damit bei portablen Tonaufnahmen nichts mehr schief gehen kann. Oder doch nicht so ganz? Nun solides Knowhow rund um Location-Sound ist weiterhin gefragt. Denn: Ob die verwendeten Mikrofone diesen großen Dynamikumfang oder hohe Signalpegel überhaupt verarbeiten können, steht natürlich wieder auf einem anderen Blatt. Wer schon mal eine Hardrock-Band recordern musst, weiß, was gemeint ist. Empfindliche echte Kondensatormikrofone oder auch Elektredkapseln scheitern da. Insbesondere bei einer Basstrommel verzerren die Membranen. Hier sind unempfindlichere dynamische Mikrofone oder Kondensator Mikrofone mit sehr kleinen Membranen im Vorteil. Und auch die maximalen Eingangspegel der Mikrofonvorverstärker spielen eine Rolle. Wenn die nämlich zu niedrig ausgelegt sind, dann clippen die Vorverstärker und die tolle 32 Bit Aufnahme hilft dann trotzdem nichts.
